研究课题背景

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1、课题44」研究课题背景功能配合物化合物的合成与性能研究在第3章专题10中，我们已简单介绍过功能材料，其中多数属于无机功能材料。近儿十年來，乂发展了一类所谓“分了功能材料=例如大家熟知的导电高分了聚乙烯咔哇与聚曝吩以及碳纳米管等。而我们熟知的配位化合物，是由金属离子（原子）与无机或冇机配体所组成的配位化合物（简称配合物），它们兼冇无机化合物和冇机化合物的特性，特别是其小金屈离子含有的d或f电子轨道所引入的新奇价键特性和有机配休所导致花样繁多的空间结构，使得它们在分子材料领域暂露头角。以配合物作为分了基块所组装的分了材料，将具有更为丰富的光、电

2、、热、磁特性。通常人们将这种具有光、电、热、磁等定物理功能的配合物称作功能配合物。以功能浜衔镂询沟丄姆肿硬牧希哂腥绳?3个特点：⑴分子材料与金属材料和无机非金屈材料依赖晶格能的空间堆积机理不同，它们是以分子为结构单元，通过非共价键作用，譬如氢键、7T-7T键、静电作用、范徳华力等弱相互作用和/或配位键构筑的固体材料。而近儿十年來发展的超分了化学成为分了材料构建的有力手段。⑵功能配合物不仅在催化合成、分析分离、湿法冶金和环境保护等传统化学领域继续发挥作用，而口在涉及金属酶模拟、金属配合物药物、生物识别和生物芯片、仿生传感等生命科学领域也日显非

3、凡作用，更为令人惊叹的是它们在分子水平上发挥功能的分子器件，包描分子导线、分子开关、分子存储器以及分子马达等组装的系统中，有着独特的前景。⑶人们可以实现分了的设计合成，可以通过分了的剪裁，方便实现通过分子组成和结构改变，来调节其性能，以实现材料更多和更新的功能。因此，功能配合物是联系分子材料的重要通道。表4.1给出了功能配位化合物类型，设计原理以及典型示例。表4」功能配位化合物类型，设计原理以及典型示例类型磁性配合物分子导体分子开关分子存储器发光配合物类型设计原理中心金属具有顺磁性，桥联配体（鼠根、叠氮离子）构成多维结构，并实现铁磁耦合屮心

4、金属和有机自由基具有顺磁性，构成多维结构，并实现铁磁耦合金属离子与负电子冇机配体形成电荷转移型配合物，平面分子堆积形成载流子导带具有双稳定态的配合物，受到外界光、电、磁、酸碱度触发，实现信息传输的开关功能具冇双稳定态的配合物，在电场作用下，实现信息写入功能光、电受激发活性光中心，返冋基态发出光典型示例CsNi[Cr（CN）6]2H2O[Mn（N3以pzdo）]（pzdo=二氧毗嗪）[CuC12（NO-py）2]2（py=毗噪）Z[M（dmit）2]2（Z=闭壳层阳离子，M=Ni,Pd,dmit=（C3S5）2-）光诱导开关联毗噪■环糊精主客

5、体配合物吓林瞅菁■钳“三明治”夹心结构OLEDAlq3,Eu（TTA）34.2课题示范实验过渡金屈配合物的合成和表征实验口的与主要内容配合物已成为化学研究屮课题最为广泛、应用前景极为广阔，且与材料、生命等学科联系极为紧密的领域Z-o木示范实验项目是以未知配位化合物的合成为例，通过配合物的合成，并自主选择表征手段，学会较系统地表征配位化合物的组成、成键乃至结构和性能的过程和方法。421实验原理配合物已成为化学研究中课题最为广泛、应用前景极为广阔，且与材料、生命等学科联系极为紧密的领域Z-o配位化合物的种类非常之多，从中心金属岀发，可以有主族金

6、属配合物、过渡金属配合物以及稀土金属配合物；从配位体出发，可以划分为无机配体配合物、有机配体配合物以及无机和有机混配配合物；依配合物的性能，则有光功能配合物、电功能配合物、磁功能配合物以及生物功能配合物等。配合物的合成手段，取决于目标化合物的特性。常用的方法有：溶剂体系合成，将配体和屮心金属离子溶解在相同的或不同的水或有机溶剂屮，形成溶液，混合进行反应。有些反应，还需要特定的温度、气氛等条件控制；固相反应，某些配合物可以采用混合和关物质的固态和,研磨，反应来制备。显然，在研究中，更多得到的是未知的配合物，其表征成为配合物研究的重要内容。未知

7、配合物的表征，主要包括：①组成确定，通过化学分析或者元素分析手段，确定化合物的化学式；可以通过离子交换或者电导率测定来确定配合物在溶液屮的离解方式以及配位单元；②结构与成键，如果能够获得单晶，可通过单晶衍射手段直观得到配合物的结构和成键信息。一般可以通过X-射线粉末衍射、各种谱学手段来推断配合物的成键情况；③性能表征，根据研究目标，针对性测定配合物的物理性能、化学反应性以及生物功能等。总之，配合物的系统表征，一要借助各种表征手段，二要有一定的化学专业基础知识以及掌握必要的研究文献信息。譬如，配合物的合成屮要应用有关化学基础知识或查阅有关文献

8、资料來判断有哪些基团参加反应而形成配体和外界离了，然后应用有关的研究方法和实验技术来确定配合物的配体及其含量，并选择相对应的的实验技术来测定和研究。本实验目的是示范未知配化合物的